• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.73-82
• /
• 2019

최근 이상기후로 인한 집중호우에 따른 하천변 사회기반시설의 침수피해가 증가하고 있으며, 침수 가능성 여부에 대한 신속한 예 경보가 필요한 실정이다. 일반적인 홍수 예 경보는 하천수위를 이용하고 있으며, 수치모형을 이용하여 하천수위를 예측하는 연구가 대부분이었다. 그러나 수치모형을 이용한 하천수위 예측은 결과가 정확한 반면 수치모의 시간이 오래 소요된다는 한계점이 있어 최근에는 인공신경망 등을 적용한 자료기반의 수위예측 모형이 많이 이용되고 있다. 하지만 기존의 인공신경망을 활용한 수위예측 연구는 시간적 매개변수를 고려하지 못하였다는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 시간적 매개변수(Time delay= 2시간)를 고려한 NARX 신경망 모형을 사용하여 한강대교의 수위를 예측하였다. 또한 NARX 모형의 적합성을 판단하기 위하여 인공신경망(ANN) 모형과, 순환신경망(RNN)모형의 결과와 비교하였다. 2009년에서 2018년까지 10년간의 수문자료를 이용하여 70%를 학습시키고 검정과 평가에 15%를 사용하여 2018년의 한강대교 3시간 후 수위를 예측한 결과 평균제곱근오차(RMSE)의 경우 ANN, RNN, NARX model이 각각 0.20 m, 0.11 m, 0.09 m, 평균절대오차(MAE)의 경우, 각각 0.12 m, 0.06 m, 0.05 m, 첨두수위 오차(Peak Error)는 각각 1.56 m, 0.55 m, 0.10 m로 나타났다. 연구 대상지역에 대한 시간적 매개변수를 고려한 예측 결과의 오차분석을 통하여 NARX 신경망 모형을 사용하는 것이 수위예측 모형 구축이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 NARX 신경망 모형이 과거의 입력자료를 고려함으로써 시계열 자료의 변동 추세도 학습 할 수 있으며, 또한 모형 내 활성함수를 쌍곡선탄젠트(Hyperbolic tangent) 및 Rectified Linear Unit(ReLU) 함수를 사용하여 고수위 예측 시에도 정확한 예측 값을 도출할 수 있기 때문이다. 그러나 NARX 신경망 모형은 시퀀스 길이가 길어짐에 따라 기울기 소실문제(Vanishing gradient)가 발생하는 한계점이 있어 향후에는 이를 보완한 LSTM(Long Short Term Model)모형을 이용하여 수위예측의 정확도를 검토하고자 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제20권2호
• /
• pp.217-228
• /
• 2001

The purpose of this study was to investigate the effect of learning cycle model on the changes of electricity conceptions of elementary students. Four classes in forth grade of an elementary school in Busan were selected and two of them were served as experimental group and the others as control group. The experimental group were taught the unit of "Light an electric bulb" in elementary science textbook with teaching model based on teaming cycle and the control group with traditional teaching style. The instruction effects were analyzed through pre and post-test results using questionnaire on the electricity. The results of pre-test showed that there was not a significant difference between experimental group and control group at .05 level, so two groups could be regarded as homogeneous. The mean score of experimental group was significantly higher than that of control group on the post-test at .05 level. And within-group comparison revealed that both groups made improvement on the mean score and that the improvement of each group had significant difference at .05 level. Above results said that the teaching model based on learning cycle, which focuses on hands-on activity and considers each student as an active subject, was more effective than traditional teaching style in improving the formation of scientific conceptions on electricity.ectricity.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.794-806
• /
• 2013

본 연구의 목적은 중등과학교사신규임용후보자선정경쟁시험(이하 중등과학교사임용시험)의 문항들에서 어떤 과학교육학 이론이 제시되었는지를 분석하는 것이다. 이를 위해 최근 5년간 시행된 중등과학교사임용시험의 과학교육학 관련 문항들을 과학과 교육과정, 과학사 및 과학철학, 과학 탐구, 과학 교수학습이론, 과학 교수학습모형, 과학 평가 등의 6가지 영역으로 분석하였다. 그 결과, 과학 교수학습이론이 다른 영역에 비해 가장 많이 출제되었고, 각 영역 내에서는 '차시별 교육과정의 내용요소', '과학적 방법'과 '현대과학철학', '탐구과정요소', '오수벨의 유의미학습', '로슨의 순환학습'과 '협동학습', '수행평가 준거 개발' 등에서 많은 내용이 출제되었다. 반면에, 과학교육자들 사이에서 '과학사'와 같이 예비 과학교사에게 중요한 주제로 여겨지지만 중등과학교사임용시험에서는 출제가 거의 이루어지지 않은 영역도 많이 있었다. 중등과학교사임용시험이 예비교사들의 전문성 함양을 위한 노력에 영향을 미치기 때문에 예비교사들이 익혀야 할 과학교육학 이론의 양과 수준에 대해 많은 연구가 요구된다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제33권7호
• /
• pp.1385-1402
• /
• 2013

이 연구는 끓는점 오름에 대한 내용표상화 활동과 모의수업 실행을 통해서 예비교사의 PCK를 분석하였다. 예비교사의 지식을 PCK 요소에 따라 분석한 결과, 대부분의 예비교사는 끓는점 오름에 대한 개념적인 이해를 중시하였는데, 일부는 끓는점 오름 현상을 과학적인 시각으로 이해하고, 수식을 도구로 사용하며, 실생활에 적용되는 경험을 통해 학습 동기를 얻게하는 과학 교수 지향도 보였다. 예비교사는 끓는점 오름에 관하여 가르쳐야 할 중요한 내용의 대부분을 개념 이해를 위해 습득해야 할 지식으로 제시했으며, 과학적 사고나 탐구능력 신장을 위한 내용은 나타나지 않았다. 또한 교과서 내용의 수준과 전개 순서에 의존하는 경향을 보였으며 일부는 교과서 편집상 강조되어있는 용어나 자료를 학습할 내용으로 여기거나, 예제 문제의 풀이를 학습 목표로 보는 경우도 있었다. 학생 이해에 대한 지식은 부족한 것으로 나타났는데, 실제 교수 경험이 없는 예비교사들은 자신의 학습 경험을 바탕으로 학생 수준을 간접적으로 이해하려고 시도하므로, 예비교사교육과정에서 오개념 자료 등을 적극적으로 활용할 필요가 있다. 교수 전략과 평가에 대한 지식은 다른 요소에 비해 피상적으로 표현되었는데, 목표와 연계된 방법을 고민하기 보다는 순환학습과 발견학습 같은 모형의 적용만을 언급하거나 일반적인 평가 방법을 나열하는데 그쳤다.

• 대한화학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.707-719
• /
• 1999

본 연구는 중학교 3학년 학생들의 산${\cdot}$염기 개념에 대한 이해 정도를 알아보는 것이다. 중학교 학생들의 산${\cdot}$염기 개념에 대한 사전 지식을 고려하여 순환학습 모형을 기초로 한 학습 전략을 개발한 후 실험반에 투입하였다. 비교반에는 오개념을 고려하지 않은 전통적 수업 전략을 사용하였다. 실험반과 비교반에 대한 사전, 사후 개념 검사 문항을 분석한 결과 실험반이 비교반에 비해 수업 처치 효과가 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 그러나 수업 후에도 강산, 약산, 강염기, 산의 세기 개념에 대한 학생들의 이해 성춰도는 두 그룹 모두 별로 높지 않은 것으로 나타났다. 따라서 미시적 관점의 산${\cdot}$염기 개념은 중학생들에게는 이해하기 어려운 개념이라고 해석할 수 있다. 본 연구에서 얻어진 두 집단간의 수업 전${\cdot}$후에 나타나는 학생들의 이해 정도를 강산, 약산, 강염기, 산의 세기의 네 범주로 분류하여 범주별로 과학자적 유형과 오개념 유형을 자세하게 논의하였다. 이 분석 자료는 산${\cdot}$염기 개념에 대한 보다 효과적인 수업 전략을 개발하는데 유용한 자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.565-575
• /
• 2004

이 연구에서는 과학사를 활용한 교수-학습 자료를 개발하고 교육 현장에 적용하여 과학 학업 성취도와 과학과 관련된 태도에 미치는 효과를 중학생의 성취수준에 따라 조사하였다. 여중생 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에서 대하여 과학사 활용 수업, 통제 집단에 대하여 전통적인 수업을 실시하였다. 과학사 활용 수업에서는 필수 학습요소와 관련된 과학사를 다양한 방법으로 학생들에게 소개하여, 학습자의 흥미와 STS인식을 유도하였다. 과학사 활용 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 태도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 과학사 활용수업은 과학 학업 성취도에서는 상위권에게 유의미한 효과가 나타났으며, 과학과 관련된 태도에서는 상, 중위권에서 긍정적인 효과를 보였다. 이와 관련하여 학습자의 수준을 고려한 교수-학습 자료와 수업 모형 개발은 과학사 활용 수업에 도움을 줄 수 있다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
• /
• 한국GIS학회 2002년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.127-141
• /
• 2002

GIS환경에서 도시모형(urban model)의 적용을 목적으로 사회·경제적 데이터(socio-economic data)를 활용하는 과정은 도시현상이 갖는 복잡성과 변동성으로 인해 하나의 특정시간에서의 상황을 그대로 저장한 형태인 스냅샷 모형(snapshot model)만으로는 효율적인 공간분석의 실행이 불가능하다. 또한 도시모형을 적용하는 과정에서 GIS의 대상이 되는 공간, 속성, 시간의 정의는 분석목적에 따라 다르게 정의되어질 수 있으며 이에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있다. 본 연구는 30년 간의 부산시 인구분포의 동적 변화과정 관측을 위해 시간개념을 결합한 Temporal GIS를 구축하고 이를 활용하여 인구밀도모형 및 접근성모형을 적용하는 과정을 통해 보다 효율적이고 다양한 결과를 제시할 수 있는 GIS 활용방안을 제시하고자 하였다. 흔히 공간현상의 계량화와 통계적 기법의 적용을 위한 데이터 처리과정은 많은 오차와 오류를 유발할 수 있다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 우선적으로 분석목적에 맞는 데이터의 정의(Data Definition), 적용하고자 하는 모형(Model)의 유용성 검증, 적절한 분석단위의 설정, 결과해석의 객관적 접근 등이 요구된다. 이와 더불어 변동성 파악을 위한 시계열 자료의 효율적 처리를 위한 방법론이 마련되어져야 한다. 즉, GIS환경에서의 도시모형의 적용에 따른 효율성과 효과성의 극대화를 위해서는 분석목적에 맞는 데이터모델의 설정과 공간DB의 구축방법이 이루어져야 하며 분석가능한 데이터의 유형에 대한 충분한 고려와 적용과정에서 분석결과에 중대한 영향을 미칠 수 있는 요소들을 미리 검증하여 결정하는 순환적 의사결정과정이 필요하다., 표준패턴을 음표와 비음표의 두개의 그룹으로 나누어 인식함으로써 DP 매칭의 처리 속도를 개선시켰고, 국소적인 변형이 있는 패턴과 특징의 수가 다른 패턴의 경우에도 좋은 인식률을 얻었다.r interferon alfa concentrated solution can be established according to the monograph of EP suggesting the revision of Minimum requirements for biological productss of e-procurement, e-placement, e-payment are also investigated.. monocytogenes, E. coli 및 S. enteritidis에 대한 키토산의 최소저해농도는 각각 0.1461 mg/mL, 0.2419 mg/mL, 0.0980 mg/mL 및 0.0490 mg/mL로 측정되었다. 또한 2%(v/v) 초산 자체의 최소저해농도를 측정한 결과, B. cereus, L. mosocytogenes, E. eoli에 대해서는 control과 비교시 유의적인 항균효과는 나타나지 않았다. 반면에 S. enteritidis의 경우는 배양시간 4시간까지는 항균활성을 나타내었지만, 8시간 이후부터는 S. enteritidis의 성장이 control 보다 높아져 배양시간 20시간에서는 control 보다 약 2배 이상 균주의 성장을 촉진시켰다.차에 따른 개별화 학습을 가능하게 할 뿐만 아니라 능동적인 참여를 유도하여 학습효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.향은 패션마케팅의 정의와 적용범위를 축소시킬 수 있는 위험을 내재한 것으로 보여진다. 그런가 하면, 많이 다루어진 주제라

• 한국과학교육학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.371-381
• /
• 2022

본 연구에서는 고등학교 맥락에서 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 학업 성취도가 오르게 되는지 또는 역으로 과학 학업 성취도가 높은 학생이 과학 학습 동기가 오르게 되는지의 인과 관계를 살펴보고, 이러한 두 요인들이 학생의 이공계 진로 동기에 미치는 영향을 살펴보았다. 2021년 2학기에 서울시 소재 1개 일반계고등학교 1학년 학생을 대상으로 동일 시간 간격으로 3회의 과학 학습 동기 검사를 실시하였고, 마지막 검사 시기에 이공계 진로 동기 검사 역시 실시하였다. 총 171명의 학생 중간고사 및 기말고사 성적을 포함한 자기회귀 교차지연(autoregressive cross-lagged) 모형을 구성하고 적합하였다. 연구 모형은 높은 측정안정성과 적합도를 지닌 것으로 나타났다. 자기회귀 경로와 교차지연 경로는 모두 통계적으로 유의미하였다. 다만 표준화 회귀 계수의 크기는 과학 학습 동기에서 학업 성취도로 향하는 경로가 그 역의 경로보다 큰 편이었다. 이공계 진로 동기로 향하는 경로 중 기말고사 성적은 유의미한 직접 효과를 나타내지 않았으며, 3차 과학 학습 동기 점수만이 유의미한 직접 효과를 나타내었다. 간접효과의 경우 학기 초의 1차 과학 학습 동기가 기말고사 성적 및 이공계 진로 동기에 이르기까지 유의미한 영향을 미쳤으며, 기말고사 성적은 3차 과학 학습 동기 점수를 매개로 이공계 진로 동기에 유의미한 영향을 미쳤다. 그러나 기말고사 성적은 이공계 진로 동기에 유의미한 총 효과를 지니지 않았다. 본 연구의 결과는 과학 학습 동기와 과학 학업 성취도 간의 상호적이면서도 순환적인 인과관계와 함께, 그 가운데 과학 학습 동기가 높은 학생이 과학 성취도가 오르게 되는 효과가 그 역보다 크다는 점을 보여준다. 연구 결과로써 고등학교에서 과학 학습 동기의 중요성을 재확인하였다. 고등학교에서 학기 초, 중, 후반에 과학 학습 동기를 증진시키기 위한 교수적 함의를 논의하였으며, 후속 연구로서 고등학생의 과학 학습 동기와 학업 성취도가 향후 이공계 직업 생활에 미치는 영향에 대한 종단 연구를 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.86-86
• /
• 2021

온천천은 부산광역시 금정구, 동래구, 연제구를 흐르는 도심 하천으로 부산 시민들의 도심 속 산책길, 자전거 길 등으로 활용되는 도시하천이다. 그러나 온천천 양안의 동래 곡저 평야가 시가지화 되고 온천천 발원지인 금정산 주변에서 무허가 상수도를 사용하고 각종 쓰레기와 하수의 유입으로 인해 하천 전체가 하수관으로 변해왔다. 이에 따라 부산광역시는 온천천 정비 계획을 시행하여 하천 정비와 함께 자동측정망을 설치하여 하천의 DO (dissolved oxygen), 탁도, TDS농도 등 자료를 수집하고 있다. 그러나 자동측정망으로 쌓여가는 데이터를 활용하여 DO농도 예측은 거의 이뤄지지 않고 있다. DO는 하천의 수질 오염 정도를 판단하는 수질인자로 역사적으로 하천 연구의 주요 연구 대상이 되어 왔다. 본 연구에서는 일 자료 뿐만 아니라 시 자료를 기반으로 RNN-LSTM 알고리즘을 활용한 DO예측을 시도하였다. RNN-LSTM은 시계열 학습에 뛰어난 알고리즘으로 인공신경망의 발전된 형태인 순환신경망이다. 연구에 앞서 부산광역시 보건환경정보 공개시스템으로부터 받은 자료 중에서 교정, 보수 중, 비사용, 장비전원단절 등으로 인해 누락데이터를 2014년 1월 1일부터 2018년 12월 31일의 데이터 전수조사 후 이상데이터를 확인하여 선형 보간하여 데이터를 사용하였다. 연구에서는 Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 부산광역시 금정구 부곡동에 위치한 부곡교 관측소의 DO농도를 시간 또는 일 예측을 하였다. 일 예측 학습에는 2014년~ 2018년의 기상자료(기온, 상대습도, 풍속, 강수량), DO농도 자료를 사용하였고, 시 예측 학습에는 연속된 자료가 가장 많은 2015년 3월 ~ 12월까지의 데이터를 활용하여 연구를 진행하였다. 모형의 검증을 위해 결정계수(R square)를 이용하여 통계분석을 실시하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.691-707
• /
• 2015

이 연구는 생명과학교사들의 진화개념 향상을 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 이를 교사교육에 적용하여 진화개념에 대한 논변활동 특성을 분석함으로써 효과를 알아보고자 하는 것이었다. 이를 위해 먼저 진화를 이해하는데 필요한 주요 개념들을 문헌 조사를 통해 추출하여 '변이', '변이의 유전', '경쟁', '자연선택과 적응', '차등적 생식력', '개체군 내 개체분포의 변화', '대진화'를 주요개념으로 선정하였고, 각각의 개념에 대한 논변활동 질문지를 개발하였다. ADI모형을 변형한 7단계로 이루어진 순환적 논변활동 학습모형도 개발하였다. 총 7회에 대학원 교과교육 수업에 적용하였다. 현직 생명과학교사 4명과 예비 생명과학교사 2명을 대상으로 남, 여 3명씩 두 개의 소집단으로 구성하여 논변활동을 진행하였다. 프로그램이 진행되는 동안 녹음을 통한 담화와 논변글쓰기의 자료를 수집하여 분석하였다. 논변글쓰기는 '설명의 충분성', '설명의 개념적 수준', '증거의 수준', '정당화의 적절성'의 4가지 범주를 기준으로 논변의 질 수준을 분석하여 사전사후에 진화개념의 변화 정도를 확인하였고, 담화분석을 통해 진화주요개념에 대한 논변활동 특성을 분석하였다. 논변글쓰기와 담화를 분석한 결과 개발된 논변활동 모형과 프로그램은 생명과학교사들의 진화개념 이해 향상에 효과적이었다. 이 연구는 논변활동을 통한 교수학습 전략이 생명과학교사교육을 위한 효과적인 진화개념학습 전략이될 수 있음을 보여주었다.